alexandre josé baumgaertner filho determinação de carregamentos permitidos de embarcação de

29 Pages·2010·0.51 MB·Portuguese

ALEXANDRE JOSÉ BAUMGAERTNER FILHO

DETERMINAÇÃO DE CARREGAMENTOS PERMITIDOS DE EMBARCAÇÃO
DE NAVEGAÇÃO INTERIOR TRANSPORTADORAS DE CARGA SÓLIDA
ATRAVÉS DE PROGRAMA DESENVOLVIDO EM LABVIEW

Monografia apresentada ao Departa-
mento de Engenharia Mecânica da Es-
cola de Engenharia da Universidade
Federal do Rio Grande do Sul, como
parte dos requisitos para obtenção do
diploma de Engenheiro Mecânico.

Orientadores: Prof. Dr. Ignacio Iturrioz
Co-orientador: Prof. Msc. André Schaan Casagrande

Porto Alegre
2010
Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Escola de Engenharia
Departamento de Engenharia Mecânica

DETERMINAÇÃO DE CARREGAMENTOS PERMITIDOS DE EMBARCAÇÃO DE
NAVEGAÇÃO INTERIOR TRANSPORTADORAS DE CARGA SÓLIDA ATRAVÉS DE
PROGRAMA DESENVOLVIDO EM LABVIEW

ALEXANDRE JOSÉ BAUMGAERTNERFILHO

ESTA MONOGRAFIA FOI JULGADA ADEQUADA COMO PARTE DOS RE-
QUISITOS PARA A OBTENÇÃO DO DIPLOMA DE
ENGENHEIRO(A) MECÂNICO(A)
APROVADA EM SUA FORMA FINAL PELA BANCA EXAMINADORA DO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

Prof. Walter Jesus Paucar Casas
Coordenador do Curso de Engenharia Mecânica

BANCA EXAMINADORA:

Prof. Dra. LETÍCIA FLECK FADEL MIGUEL
UFRGS / DEMEC

Prof. Dr. JUN SÉRGIO ONO FONSECA
UFRGS / DEMEC

Prof. Dr. EDSON ASEKA
UFRGS / DEMEC

Porto Alegre
2010

ii
De modo especial ao meu pai, Alexandre Baumgaertner.

iii
AGRADECIMENTOS

Em primeiro lugar agradeço ao meu co-orientador Msc. André Casagrande pelo grande apoio
e dicas fundamentais para o desenvolvimento do trabalho passando tranqüilidade para contor-
nar os problemas enfrentados.

ao meu orientador, Prof. Dr. Ignacio Iturrioz que contribuiu com informações e metodologia
fundamental para realização do trabalho.

ao meu pai, Alexandre José Baumgaertner pelo grande apoio em horas difíceis e pelo grande
incentivo.

ao Comte. Marcus Tagliari pela experiência e vivência na área naval, também contribuindo
com informações e materiais de grande importância.

ao Carlos Lagemann, Gerente Operacional da Navegação Aliança por com informações fun-
damentais e apoio.

ao Eng. Naval Ivan Erdos pelas informações referentes a embarcação, planos e desenhos ce-
didos.

iv
Este trabalho contou com apoio das seguintes entidades:
- GMAp – Projeto Guarita
- Navegação Aliança S.A.

v
Não há sucesso sem grandes privações.

Sófocles

vi
FILHO, A. J. B., Determinação de carregamentos permitidos de embarcação de navega-
ção interior transportadoras de carga sólida através de programa desenvolvido em
LabVIEW, 2010. 19f. Monografia (Trabalho de Conclusão do Curso de Engenharia Mecâni-
ca) – Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul,
Porto Alegre, 2010.

RESUMO

As atividades de transporte de carga em hidrovias interiores vêm retomando sua impor-
tância no desenvolvimento regional. As embarcações, tipicamente empregadas na Bacia do
Sudeste, transportadoras de granel líquido ou sólido (grãos principalmente), apresentam al-
guns problemas quanto ao seu carregamento. Dificuldades em estabelecer o calado e o seu
volume deslocado antes de seu carregamento implicam processos de carga lentos aumentando
a estadia das embarcações nos terminais. A embarcação NM Frederico Madörin, última em-
barcação construída na região, navega pela Bacia do Sudeste transportando graneis sólidos,
basicamente. Observou-se, ao longo das operações da mesma, que a tripulação não possui
formação nem informação suficientes para prever com precisão a quantidade a ser carregada
para respeitar as restrições de calado impostas para determinados terminais. Por decorrência
disso, devem carregar de forma mais lenta até atingir os calados máximos permitidos para
cada caso. Para resolver o problema em questão propôs-se criar um software em linguagem
LabVIEW o qual determina os calados previstos para cada caso através de um método direto
de cálculo, com inúmeros parâmetros de entrada, inclusive dos tanques de consumíveis da
embarcação, assim, otimizando o carregamento das embarcações.

PALAVRAS-CHAVES: Carregamento, Calados máximos, Linguagem LabVIEW, embarca-
ção,

vii
FILHO, A. J. B., Determination ofloads allowed for inland navigation carrier solid cargo
vessel through program developed in LabVIEW, 2010. 19f. Monografia (Trabalho de
Conclusão do Curso de Engenharia Mecânica) – Departamento de Engenharia Mecânica, U-
niversidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2010.

ABSTRACT

Activities of freight on waterways interiors are regaining their importance in regional
development. The vessels, typically used in the Basin of Southeast carriers bulk liquid or solid
(mainly grains), present some problems with the loading. Difficulties in establishing the draft
and its displaced volume before loading imply slow process of increasing the load time of
ships in terminals. The vessel NM Frederico Madörin, last vessel built in region, browse the
Southeast Basin of transporting dry bulk, basically. Observe over the operations of the same,
that crew does not have any training or information to predict precisely the amount being
charged to comply with the restrictions draft imposed for certain terminals. In result, should
load more slowly until reaching the maximum draft allowed for each case.To solve the prob-
lem in question proposed to create a software Language Lab-VIEW which determines the
drafts provided for each case through a direct method of calculation, with various parameters
entry, including tanks consumables vessel, thus optimizing the loading of vessels.

KEYWORDS: Loading, maximum draft, Language LabVIEW, vessel

viii
Sumário
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 1
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................................................... 2
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................................................. 8
4. METODOLOGIA ................................................................................................................................ 9
5. DESENVOLIMENTO DO PROBLEMA ............................................................................................... 10
6. CONCLUSÃO E CONSIDERAÇÕES FINAIS ....................................................................................... 15
REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS ............................................................................................................. 16
GLOSSÁRIO ............................................................................................................................................ 18
ANEXO A ................................................................................................................................................ 19
ANEXO B ................................................................................................................................................ 20

ix
1

1. INTRODUÇÃO
A navegação não é apenas a execução da viagem, mas também todo o planejamento da
mesma, levando-se em conta diversos aspectos fundamentais para a viagem. Para esclarecer
planejamento, pode ser levado em conta à necessidade de transporte de um determinado
número de contêineres a um destino. Para isso é necessário verificar as condições de
navegação do mar ou do rio, levando-se em conta o calado1 da embarcação, disposição da
carga, como será inserida esta carga no navio, consumíveis (água e diesel) necessários para os
motores, geradores, tripulantes, passageiros entre outros.
Uma das etapas desse planejamento é o processo de carregamento e descarregamento
da embarcação, fundamental para se atingir um sucesso na navegação. Porém, esta etapa é
muito particular de cada embarcação. Como para navios petroleiros é importante controlar-se
as vazões de entrada e saída dos produtos (possíveis reações químicas), disposição dos
diversos tanques, verificarem o rejeito de produtos entre tanques, efeito do balanço dos
líquidos, cuidados para a estabilidade do mesmo ao se carregar um determinado tanque
deixando outro vazio. Para navios conteneiros é fundamental a verificação da disposição dos
boxes quanto à estabilidade do mesmo, para a carga e descarga, pois muitas vezes os navios
têm mais que um destino para o descarregamento. Já para navios graneleiros a programação
de carga respeita outros princípios, também relacionados à segurança e eficiência.
Outro aspecto levado em conta é que diferentemente do que acontece na navegação
com distâncias longas, na navegação interior as condições são peculiares e típicas, dando esse
mesmo aspecto às operações ali executadas. Os próprios projetos de embarcações partem de
premissas distintas para dimensionamentos, tanto estruturais quanto quantidades de tanques
de consumíveis, equipamentos etc. As profundidades das lagoas, rios, lagos variam conforme
as condições climáticas como as chuvas, ventos, condições de dragagem da hidrovia entre
outros. Para a navegação interior, importante salientar, as viagens são mais curtas e a extensão
dos trajetos é variada, podendo ser mais preciso dos consumíveis (água e diesel) necessários,
assim não transportando óleo diesel, água entre outros desnecessariamente.
A bacia em questão é a Bacia do Sudeste, que consiste na lagoa dos Patos, lago Guaíba
e seus rios tributários como rio Gravataí, rio Jacuí, rio Taquari, rio Caí, rio dos Sinos, o canal
de São Gonçalo entre outros rios que deságuam diretamente nas lagoas como rio Jaguarão e
rio Camaquã. Há restrições de largura da hidrovia (limite de largura da embarcação frente à
largura do canal) e de calado entre outras dimensões dependendo do local, épocas do ano, etc.
A embarcação em análise é um navio que transporta granéis sólidos, destinado à
navegação interior chamado NM Frederico Madörin. Descrições técnicas encontram-se nas
próximas seções. Os principais trajetos da embarcação e suas restrições são: de Taquari a Rio
Grande; Canoas e Porto Alegre utilizando-se o rio Gravataí, nesta rota há um problema com o
calado principalmente em épocas de estiagem; Porto Alegre a Rio Grande, sem restrição de
calado.
Segundo um projetista renomado da região, atualmente são adotados métodos sem
padrões e totalmente empíricos para o carregamento do navio sem nenhum conhecimento
prévio de como a embarcação se comportará perante o carregamento. Há um livro a bordo da
embarcação, chamado de folheto de trim2 e estabilidade (será explicado ao longo do trabalho),

1 Calado: é a distância vertical entre a superfície da água e a parte mais baixa do navio naquele ponto
2 Trim: Diferença entre o calado da proa (parte frontal da embarcação) e da popa (parte traseira da
embarcação), será explicado nas próximas seções.